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Desenvolvimento de Modelos Simplificados de Análise do ... · PDF fileDesenvolvimento de Modelos Simplificados de Análise do Ciclo de Vida de Moldes de Injecção de Plástico César

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  • Desenvolvimento de Modelos Simplificados de Anlise do Ciclo de Vida de Moldes de Injeco de Plstico

    Csar Augusto Paulo Pousa

    Dissertao para a obteno do Grau de Mestre em

    Engenharia Mecnica

    Jri

    Presidente: Prof. Pedro Miguel dos Santos Vilaa da Silva

    Orientador: Prof. Paulo Miguel Nogueira Peas

    Vogais: Tenente-Coronel Eng. SMat Antnio Jos Rodrigues Bastos

    Setembro de 2008

  • II

    Agradecimentos

    Aos meus orientadores, Sr. Prof. Paulo Peas e Sra. Prof. Ins Ribeiro, pela orientao na

    realizao deste trabalho, contribuindo significativamente para o seu melhoramento.

    s empresas TJ-Moldes e LN-Moldes pela disponibilidade e cooperao demonstradas ao

    longo do desenvolvimento deste trabalho.

    Ao Sr. Eng Joo Bom, que foi excepcional na forma interessada como sempre abordou o

    desenrolar do trabalho, contribuindo de forma significativa para a obteno de dados essenciais na

    sua elaborao.

    minha namorada, famlia e amigos que suportaram o meu mau humor em horas de maior

    trabalho, e que estiveram sempre presentes quando necessrio.

    Por fim, Academia Militar, por me ter dotado de um esprito de sacrifcio mpar que me

    manteve sempre convicto no desenvolvimento de um bom trabalho.

  • III

    Resumo As metodologias LCC e LCA, so ferramentas de deciso que consideram o desempenho

    econmico e ambiental de um produto ao longo do seu ciclo de vida. So utilizadas nas mais diversas

    reas.

    Sendo as anlise LCC e LCA bastante morosas, este trabalho tem como objectivo principal a criao

    de um modelo simplificado de anlise do ciclo de vida do molde, em termos de custos e de impacto

    ambiental, que se destina indstria de moldes de injeco de plstico. Pretende-se criar uma

    ferramenta til de apoio deciso das empresas de produo de moldes de injeco de plstico.

    Relativamente ao LCA, so objecto de estudo todas as fases desde o material necessrio, ao fim de

    vida do molde. Aps identificao de todas as variveis que constituem os modelos globais, procede-

    se sua simplificao, que devidamente justificada para cada varivel.

    No fim, feita uma validao dos modelos simplificados, utilizando um caso de estudo real, de onde

    se conclui que o modelo vlido.

    Palavras-Chave: LCC-Life Cycle Cost; LCA-Life Cycle Assessment, Eco Indicador 99

  • IV

    Abstract

    The LCC and LCA methodologies, are resolution tools that consider the economic and

    environmental performance of a product along his life cycle. These methodologies are used in several

    areas.

    The LCC and LCA analysis are quite slow, the main objective of this work is the creation of

    models of a simplified life cycle assessment of injection, in terms of costs and environmental impact,

    which the main aim is the plastic injection moulding industry. It is intended to create a useful decision

    tool for the injections mould production companies. On the LCC analysis the study objective is

    constituted by milling, electroerosion and injection process. The LCA several steps are part of the

    study, such as the amount of necessary material and the mould end of life. After the identification of all

    the variables that constitute the global models, it is done its simplification, that is properly justified for

    each variable.

    In the end is done a validation of the simplified models, using an actual case study, where it is

    concluded that the model is valid.

    Key-Words: LCC-Life Cycle Cost, LCA-Life Cycle Assessment, Eco Indicator 99.

  • V

    ndice

    AGRADECIMENTOS .............................................................................................................................. II

    RESUMO................................................................................................................................................ III

    ABSTRACT ............................................................................................................................................ IV

    NDICE.....................................................................................................................................................V

    LISTA DE FIGURAS..............................................................................................................................VII

    LISTA DE TABELAS ............................................................................................................................VIII

    LISTA DE EQUAES .......................................................................................................................... IX

    LISTA DE ABREVIATURAS....................................................................................................................X

    1. INTRODUO................................................................................................................................ 1

    2. ESTADO DE ARTE DA INDSTRIA DE MOLDES E DA ANLISE DO CICLO DE VIDA............ 3

    2.1 BREVE INTRODUO HISTRICA DA INDSTRIA PORTUGUESA DE MOLDES................................... 3

    2.2 SITUAO ACTUAL E COMPETITIVIDADE DA INDSTRIA PORTUGUESA DE MOLDES ....................... 4

    2.3 O MOLDE DE INJECO DE PLSTICO........................................................................................ 6

    2.3.1 Breve Definio.................................................................................................................. 6

    2.3.2 Constituio do molde de injeco.................................................................................... 7

    2.3.3 Principais tipos de moldes ................................................................................................. 8

    2.3.3.1 Moldes convencionais, de canais quentes e de canais isolados ............................. 8

    2.3.4 Processo de Injeco ........................................................................................................ 9

    2.3.5 Materiais para Moldes de Injeco de Plstico ............................................................... 10

    2.4 FABRICO DO MOLDE ............................................................................................................... 10

    2.4.1 Processos de Fabrico ...................................................................................................... 11

    2.4.1.1 Fresagem ................................................................................................................ 11

    2.4.1.2 Electroeroso (EDM Electrical Discharge Machining) ......................................... 12

    2.4.1.3 Outros Processos.................................................................................................... 13

    2.5 LIFE CYCLE COST LCC........................................................................................................ 14

    2.5.1 Aplicaes em Engenharia do LCC................................................................................. 16

    2.6 LIFE CYCLE ASSESSMENT - LCA............................................................................................. 17

    2.6.1 Eco Indicador 99.............................................................................................................. 18

    2.6.2 Aplicaes em Engenharia do LCA................................................................................. 19

    2.7 REFERNCIAS ........................................................................................................................ 21

    3. MODELO SIMPLIFICADO DE APOIO DECISO..................................................................... 24

    3.1 METODOLOGIA ....................................................................................................................... 25

    3.2 MODELO DE CUSTO DO CICLO DE VIDA DE UM MOLDE.............................................................. 26

    3.2.1 Diferentes Fases do Ciclo de vida do Molde ................................................................... 26

  • VI

    3.2.2 Modelo Global do Custo do Ciclo de Vida do Molde....................................................... 26

    3.3 MODELOS DE CLCULO DE CUSTO DOS PROCESSOS UTILIZADOS NA PRODUO E USO DE

    MOLDES.............................................................................................................................................. 27

    3.3.1 Modelo de Clculo de Custo do Processo de Fresagem ................................................ 28

    3.3.1.1 Equaes Utilizadas................................................................................................ 29

    3.3.2 Modelo de Clculo de Custo do Processo de Electroeroso .......................................... 29

    3.3.3 Modelo de Clculo de Custo do Processo de Injeco................................................... 31

    3.4 MODELOS SIMPLIFICADOS DE CLCULO DE CUSTO DOS PROCESSOS UTILIZADOS NA PRODUO E

    USO DE MOLDES ................................................................................................................................. 32

    3.4.1 Modelo Simplificado de Clculo de Custo do Processo de Fresagem............................ 33

    3.4.2 Modelo Simplificado de Clculo de Custo do Processo de Electroeroso ..................... 39

    3.4.3 Modelo Simplificado de Clculo de Custo do Processo de Injeco .............................. 46

    3.5 COMPARAO DO NMERO TOTAL DE INPUTS........................................................................... 53

    3.6 MODELO DE ANLISE LCA DO MOLDE DE INJECO............................................

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